污泥处理及处置基建费用非常昂贵,约占污水处理厂全部基建费用的50%-60%。如何实现污泥的减量化和稳定化,已经引起了越来越多国内外学者的重视。水力空化会在液体内产生许多微小空泡,这种空泡会在瞬间溃灭时产生强烈的冲击波和微射流,同时伴随着出现高温高压的极限条件。污泥经过水力空化破解后,絮状体和微生物细胞壁被破碎,其包裹着的有机质和水分被释放出来,能大大缩小污泥的体积,提高污水处理效率。本课题基于壅塞空化理论和旋转射流理论,发明了一种新型水力空化器——旋流式壅塞空化器,并对旋流式壅塞空化器进行了空化噪声的分形特性分析和破解污泥的现场实验研究。空化强度的分形盒维数表征研究结果表明:旋流式壅塞空化噪声信号分形盒维数值的大小能够用来判断空化强度;当旋流式壅塞空化噪声信号的盒子维数值D<1.27时,空化强度高;盒子维数在1.27≤D≤1.33之内,空化强度较高;盒子维数值D>1.33时,空化强度低。破解污泥的现场实验研究结果表明:旋流式壅塞空化器能高效的破解污泥,通过打破污泥中的絮状体和微生物细胞壁,释放其包裹的水和有机物,使得污泥混合液中的溶解性化学需氧量SCOD、浊度TU增大,悬浮物固体浓度MLSS减小,从而实现破解污泥的效果;破解前后污泥的p H值变化小,说明旋流式壅塞空化用于破解污泥具有工程意义;当旋流芯长度为3/4导程,背压为89KPa时,破解污泥的效果最好,循环破解20次,SCOD溶出率DR达661.57%;对于不同旋流芯长度的旋流式壅塞空化器,均存在最佳背压范围,使得在相同旋流芯长度下,破解污泥的效果更好。